مادة يمكنها حمل أوزان أكبر من حجمها بـ1000 مرة
كتب: أحمد حسين
أنتجت مجموعة من المهندسين بجامعة روتشستر بوليمر جديد يمكنه تغيير شكله، والاستجابة لحرارة الجسم. هذه المادة العظيمة المتحولة، يمكنها حمل أوزانًا تفوق حجمها بـ1000 مرة.
في البداية، يمكن فرد وثني هذه المادة. وبفعل هذا، تنتج قوة تتسبب في بلورة البنية الداخلية ضمن قطاع يُسمى ”سلاسل“، هذه السلاسل تصطف مع بعضها في نفس الاتجاه لتبدأ في تكوين الكريستالات بداخلها، وبناءًا على ذلك، يمكنها حمل أي شكل عندما تكون قائمة بذاتها. مرحلة الاستقرار هذه تُعرف بـ”تبلور سلالة المستحث – Strain induced crystallization“.
على الرغم من أن البوليمر الذي يغير شكله ليس جديدًا، فهذه المادة الجديدة يمكنها أن تستجيب لحرارة الجسم، حيث تحتفظ هذه المادة بشكلها الصلب حتى تتعرض إلى حرارة تصل إلى 35 درجة مئوية تقريبًا، عندها تذوب الكريستالات، وتنهار السلاسل الداخلية وينتهي الترابط والاصطفاف.
مفتاح اكتشاف كيفية تعديل المادة للاستجابة إلى حرارة مُعيّنة بشكل صحيح، اكتشفه العلماء عندما أضافوا جزيئات للربط _وهي جزيئات متناهية الصغر لا تتبلور_ إلى السلاسل. تقوم هذه الجزيئات بكبت أو تثبيط التبلور في المادة لكن لا تمنعه. بشَغل المادة بهذه الطريقة، استطاع الفريق المسئول أن يضيف كميات مناسبة من جزئيات الربط لجعل حرارة الجسم هي المحددة للتبلور.
يمكن لهذه المادة أن تكون مرنة وصلبة على جسد الإنسان في نفس الوقت، ويمكن أن تُستخدم أيضًا في التطبيقات الطبية، كصنع الجلد الصناعي مثلًا.
قال ”ميتشل أنثاماتن“، أستاذ الهندسة الكيميائية بجامعة روتشستر، أن ضبط درجة حرارة الزناد هي جزء واحد فقط من القصة، مضيفًا أنهم قد عدلوا أيضًا هذه المواد هندسيًا كي تؤدي المزيد من العمل الميكانيكي.
تم تصميم الهيكل الداخلي للمادة بحيث يمكنه احتواء وتخزين كمية هائلة من الطاقة السلسة وطاقة الوضع المرنة، يماثل هذا كيفية تخزين الزنبرك (السوستة الصغيرة) لطاقة الوضع المرنة عندما يتم ضغطه. يمكن لجرام واحد من هذه المادة الجديدة حمل لتر من الماء، والكيلوجرام منها يمكنه حمل حتى 4 أسود إفريقية. أما من حيث التطبيقات الطبية، فيمكن أن تُستخدم في صناعة الأطراف الصناعية التي تمتلك قوة لم يسبق لها مثيل.
المصدر
